Diseño de un sistema IoT de bajo costo basado en LPWAN para cultivos hidropónicos

Abstract

El presente proyecto de titulación “Diseño de un sistema IoT de bajo costo basado en LPWAN para cultivos hidropónicos” puntualiza el diseño de una red de sensores inalámbricos para el monitoreo de cultivos hidropónicos. El enfoque principal de la tesis fue la configuración y programación del hardware a futuro. Para ello se utilizó la placa de desarrollo TTGO LORA32 que implementa la tecnología Lora, la misma contiene el chip SX1276 basado en ESP32 de alta confiabilidad y larga distancia de transmisión. La tecnología de redes LPWAN a lo largo del entorno industrial 4.0 permite acercar a IoT al usuario. De la misma manera se está convirtiendo en uno de los pilares en implementación de comunicaciones inalámbricas de larga distancia que no requieren un gran ancho de banda. Sin embargo, hoy en día están presentes las tecnologías como Sigfox, LoRa, LTE-M y NB-IoT, cada una de estas redes da una solución a cada una necesidad específica en diferentes ámbitos de trabajo. Entonces la red LoRa cubre el requisito en este proyecto, que garantiza bajo consumo, largo alcance y bajo ancho de banda. Tiene como finalidad conectar diversos sensores de forma remota alimentados por una fuente de alimentación de una duración mayoritaria para que finalmente se establezca conexión a Internet a través de un Gateway, de la misma manera se usa una antena para obtener un alcance deseado con una radio Lora lista para usarla. LoRaWAN del LPWAN está compuesto por un protocolo MAC e integra una capa física que se basa en la modulación LoRa, también la capa de acceso al medio (MAC) es una arquitectura de red abierta regulada por LoRa Alliance. Para realizar las mediciones se aplica los sensores de temperatura y humedad, temperatura del objeto o ambiente y el pH de cultivo hidropónico ayudara a monitorear el desarrollo del crecimiento de la plántula de la fresa. Para finalizar la plataforma Ubidots facilita la interacción de datos recogidos de los sensores estratégicamente ubicados en el cultivo hidropónico, estos mismos son almacenados en la nube y luego trasmitidos a un servidor con el objetivo de estar disponible para cualquier dispositivo en la red en cualquier parte del mundo.